Oceanic Skin-Bulk Temperature Difference through the Comparison of Satellite-Observed Sea Surface Temperature and In-Situ Measurements

Characteristics of skin-bulk sea surface temperature (SST) differences in the Northeast Asia seas were analyzed by utilizing 845 collocated matchup data between NOAA/AVHRR data and oceanic in-situ temperature measurements for selected months from 1994 to 2003. In order to understand diurnal variation of SST within a few meters of the upper ocean, the matchup database were classified into four categories according to day-night and drifter-shipboard measurements. Temperature measurements from daytime drifters showed a good agreement with satellite MCSST (Multi-Channel Sea Surface Temperature) with an RMS error of about $0.56^{\circ}C$. Poor accuracy of SST with an rrns error of $1.12^{\circ}C$ was found in the case of daytime shipboard CTD (Conductivity, Temperature, Depth) measurements. SST differences between MCSST and in-situ measurements are caused by various errors coming from atmospheric moist effect, coastal effect, and others. Most of the remarkable errors were resulted from the diurnal variation of vertical temperature structure within a few meters as well as in-situ oceanic temperatures at different depth, about 20 cm for a satellite-tracked drifting buoy and a few meters for shipboard CTD or moored buoy. This study suggests that satellite-derived SST shows significant errors of about ${\pm}3^{\circ}C$ in some cases and therefore it should be carefully used for one's purpose on the base of in-depth understanding of skin-bulk SST difference and vertical temperature structure in regional sea.

인공위성관측 해수면온도와 현장관측 수온의 비교를 통해 본 해양 피층-표층 수온의 차이

1994년부터 2003년까지 임의로 선택한 달들에 대하여 NOAA/AVHRR 인공위성 자료와 해양 현장수온 관측 자료사이에서 획득된 845개의 일치점 자료를 활용하여 북동아시아 해역에서 해양 피층-표층 해수면온도 차이의 특성을 분석하였다. 해양상층 수 m내에서의 해수면온도의 일간 변화를 이해하기 위하여 일치점 데이터베이스는 낮과 밤, 표층 뜰개-선박 관측에 따라서 모두 네 가지 부류로 분류하였다. 주간표층 뜰개에 의한 수온 자료는 인공위성 해수면온도와 $0.56^{\circ}C$의 가장 작은 제곱평균오차를 보여서 위성관측 수온과 가장 잘 일치하였다. 주간 선박관측에 의한 CTD 수온 자료는 $1.12^{\circ}C$의 큰 제곱평균오차를 보여서 네 부류 중에서 가장 좋지 않은 정확도를 보였다. 위성 해수면온도와 현장 관측 해수면온도의 차이는 그 외에도 대기의 수증기 함량 효과, 연안으로부터 거리의 영향 등 다양한 요인에 의해 발생하였다. 그 중에서 가장 주목할 만한 오차는 수 m 이내 수온의 수직적 구조의 일간 변화에서 발생하였으며, 이는 표층 부이는 20 cm 정도, 선박 관측기기는 수 m현장에서 서로 다른 깊이의 수온을 관측하기 때문에 발생한 것으로 판단된다. 본 연구는 그동안 광범위하게 사용되어온 위성 SST는 어떤 경우에는 ${\pm}3^{\circ}C$의 큰 오차를 만들 수 있으므로 국지적 해양에서 해양 피층-표층 해수면온도 차이와 수온의 수직적 구조에 대한 보다 깊은 이해가 뒷받침되어야 하며, 이를 바탕으로 위성 SST를 사용자의 목적에 맞추어 주의 깊게 사용되어야 함을 제시한다.